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  • 文章名称：OpenFlow: Enabling Innovation in Campus Networks
  • 文章来源：Mckeown N , Anderson T , Balakrishnan H , et al. OpenFlow: Enabling innovation in campus networks[J]. ACM SIGCOMM Computer Communication Review, 2008, 38(2):69-74.

ABSTRACT：

这篇白皮书提出了OpenFlow——一种可以让研究人员在他们每天使用的网络中运行实验协议的方法。

OpenFlow基于一个以太网交换机、一个内部流表和一个标准化的接口来添加和删除流条目。我们的目标是鼓励网络供应商将OpenFlow添加到他们的交换机产品中，以便部署在大学校园主干网和配线柜中。我们认为，OpenFlow是一种实用的方案：一方面，它允许研究人员以统一的方式、线速和高端口密度在异构交换机上运行实验；另一方面，供应商不需要公开其交换机的内部工作。除了允许研究人员在真实世界的流量设置中评估他们的想法之外，OpenFlow还可以作为一个有用的校园组件，用于像GENI这样的大型测试平台。斯坦福大学的两栋大楼不久将使用商业以太网交换机和路由器运行OpenFlow网络，我们也将鼓励OpenFlow在其他学校部署，鼓励您考虑在您的大学网络中部署OpenFlow。

1. THE NEED FOR PROGRAMMABLE  NETWORKS：

网络已经成为企业、家庭和学校重要基础设施的一部分。

这一成功对网络研究人员来说是把双刃剑——他们的工作更具相关性，但他们产生影响力的机会也更为渺茫。任何特定网络创新对现实世界影响的降低，都是因为需要设备和协议的庞大安装基础，以及不愿意试验生产流量，这种环境给新思想的引入创造了极高的障碍。今天，几乎没有任何实际的方法，能够在足够真实的设置（例如，大规模承载真实流量）中试验新的网络协议（例如，新的路由协议，或IP的替代方案），很难获得其广泛部署所需的信心，因此网络研究界的大多数新想法都未经试验和测试。有鉴于此，人们普遍认为网络基础设施已经“僵化”。

认识到这一问题后，网络界开始努力开发可编程网络，例如GENI。

这是一个被建议的全国性研究设施，用于试验新的网络结构和分布式系统。这些可编程网络要求可编程交换机和路由器（使用虚拟化）可以同时处理多个孤立实验网络的数据包。例如，在GENI中，设想研究员将在整个网络中分配一片资源，其中包括网络中的一部分链路、分组处理元件（例如路由器）和终端主机，研究人员对其片进行编程，使其按自己的意愿工作，一“片”可以贯穿主干网、接入网、大学校园、工业研究实验室，包括布线柜、无线网络和传感器网络。虚拟化可编程网络可以降低新思想进入的障碍，提高网络基础设施的创新速度。但是，在全国范围内建设核设施的计划雄心勃勃并且成本高昂，需要数年时间才可能部署。

这篇白皮书关注的是一个更贴近的短期问题：作为研究人员，我们如何在校园网络中运行实验？如果我们能想出办法，我们可以很快开始并将这项技术推广到其他校园，以造福整个社区。但是为了应对这一挑战，有几个问题需要回答，包括：在早期，高校网络管理者将如何舒适地将实验设备（交换机、路由器、接入点等）放入他们的网络？研究人员将如何控制本地网络的一部分，而不干扰其他依赖它的人？网络交换机究竟需要什么功能才能进行实验呢？我们的目标是提出一个新的交换特性，可以把可编程性延伸至大学校园布线柜。

我们不打算说服商业“名牌”设备供应商在他们的交换机和路由器上提供一个开放的、可编程的、虚拟化的平台，尽管这样便于研究人员部署新的协议，让网络管理员可以确保设备得到了很好的支持，但是这种结果在短期内显然是不太可能的——商业交换机和路由器通常不提供开放的软件平台，更不用说提供虚拟化其硬件或软件的手段。商业网络的标准化的外部接口很窄（即仅仅是包转发），而交换机的所有内部灵活性都是隐藏的，不同厂商的内部结构不同，没有标准的平台供研究人员试验新的想法。此外，网络设备供应商对在他们的盒子里打开接口会感到紧张，他们花了多年时间部署和调整脆弱的分布式协议和算法，他们有理由担心新的实验会导致网络崩溃。

当然，开放平台降低了新竞争对手的进入门槛，一些开放的软件平台已经存在，只不过没有我们需要的理想的性能或端口密度。最简单的例子是一台具有多个网络接口和一个操作系统的PC机。所有著名的操作系统都支持接口之间的数据包路由，并且存在路由协议的开源实现（例如࿰

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